JP2015117595A - Control device, hybrid supercharger, ship control device, engine controller, control method, and program - Google Patents

Control device, hybrid supercharger, ship control device, engine controller, control method, and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device capable of preventing troubles due to deterioration of components in a hybrid supercharger.SOLUTION: A control device of a hybrid supercharger having a turbine rotated by an engine exhaust gas, a compressor rotated coaxially with the turbine, and compressing engine intake air, and an electric power generator rotated coaxially with the compressor and the turbine and generating power, further includes a supercharger state quantity acquiring portion for acquiring a supercharger state quantity of the hybrid supercharger, and a diagnosing portion diagnosing a deterioration state of the hybrid supercharger on the basis of the supercharger state quantity acquired by the supercharger state quantity acquiring portion.

Description

本発明は、制御装置、ハイブリッド過給機、船内制御装置、エンジンコントローラ、制御方法、及びプログラムに関する。   The present invention relates to a control device, a hybrid supercharger, an inboard control device, an engine controller, a control method, and a program.

船主は、船舶の運航中に船舶に備えられた装置の故障などに伴いメンテナンスを行う必要がある。そのため、多数の部品を予備品として船上や陸上に保管している場合が多い。
特許文献1には、関連する技術として船舶のメンテナンスに関する技術が記載されている。
The shipowner needs to perform maintenance due to a failure of an apparatus provided in the ship during the operation of the ship. For this reason, many parts are often stored on the ship or on land as spare parts.
Patent Document 1 describes a technique related to ship maintenance as a related technique.

特開2006−327361号公報JP 2006-327361 A

ところで、船舶がハイブリッド過給機を使用している場合、ハイブリッド過給機に関する情報は主機(例えばエンジン)側で取得しているのみであり、ハイブリッド過給機のトラブル予測は困難である。そのため、ハイブリッド過給機のトラブルを未然に防ぐ技術が求められていた。   By the way, when the ship uses a hybrid supercharger, information on the hybrid supercharger is only acquired on the main engine (for example, engine) side, and it is difficult to predict the trouble of the hybrid supercharger. Therefore, there has been a demand for a technique for preventing a trouble of the hybrid turbocharger.

そこでこの発明は、上記の課題を解決することのできる制御装置、ハイブリッド過給機、船内制御装置、エンジンコントローラ、制御方法、及びプログラムを提供することを目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to provide a control device, a hybrid supercharger, an inboard control device, an engine controller, a control method, and a program that can solve the above-described problems.

上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、制御装置は、エンジン排気により回転するタービンと、前記タービンと同軸で回転し、エンジン吸気を圧縮するコンプレッサと、前記コンプレッサ及び前記タービンと同軸で回転し、発電もしくはモータ加勢する電動発電機とを有するハイブリッド過給機の制御装置であって、ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部と、前記過給機状態量取得部が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断部とを備える。   In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a control device includes: a turbine that rotates by engine exhaust; a compressor that rotates coaxially with the turbine and compresses engine intake; the compressor and the turbine And a supercharger control unit that acquires a supercharger state quantity of the hybrid supercharger, and a control device for a hybrid supercharger that has a motor generator that rotates coaxially with the motor generator for generating power or energizing the motor, And a diagnosis unit that diagnoses a deterioration state of the hybrid supercharger based on the supercharger state quantity acquired by the supercharger state quantity acquisition unit.

また本発明の別の態様によれば、前記制御装置の前記診断部は、前記過給機状態量の経時的変化に基づいて劣化状態を診断する。   According to another aspect of the present invention, the diagnosis unit of the control device diagnoses a deterioration state based on a change with time of the supercharger state quantity.

また本発明の別の態様によれば、前記制御装置は、前記電動発電機に回転維持電力を出力してモータリング制御を行うモータリング制御部を備え、前記制御装置の前記診断部は、前記モータリング制御部がモータリング制御を開始したときに、過給機状態量を取得して劣化状態を診断する。   Further, according to another aspect of the present invention, the control device includes a motoring control unit that outputs rotation maintaining power to the motor generator to perform motoring control, and the diagnosis unit of the control device includes the diagnosis unit, When the motoring control unit starts motoring control, the turbocharger state quantity is acquired to diagnose the deterioration state.

また本発明の別の態様によれば、前記制御装置は、前記診断部による診断結果を送信する通信部を備える。   According to another aspect of the present invention, the control device includes a communication unit that transmits a diagnosis result of the diagnosis unit.

また本発明の別の態様によれば、前記制装置は、前記診断部による診断結果を記録する記憶部と、通信可能時に記憶部のデータを送信する通信部とを備える。   According to another aspect of the present invention, the control device includes a storage unit that records a diagnosis result of the diagnosis unit, and a communication unit that transmits data of the storage unit when communication is possible.

また本発明の別の態様によれば、ハイブリッド過給機は、前記何れかの制御装置を備える。   According to another aspect of the present invention, a hybrid supercharger includes any one of the control devices.

また本発明の別の態様によれば、船内制御装置は、船舶を制御する船内制御装置であって、ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断部を備える。   According to another aspect of the present invention, the inboard control device is an inboard control device that controls a ship, and is obtained by a supercharger state quantity acquisition unit that acquires a supercharger state quantity of a hybrid supercharger. A diagnostic unit is provided for diagnosing a deterioration state of the hybrid supercharger based on a supercharger state quantity.

また本発明の別の態様によれば、エンジンコントローラは、エンジンを制御するエンジンコントローラであって、ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断部を備える。   According to another aspect of the present invention, the engine controller is an engine controller that controls the engine, and the supercharger acquired by the supercharger state quantity acquisition unit that acquires the supercharger state quantity of the hybrid supercharger. A diagnosis unit is provided for diagnosing a deterioration state of the hybrid turbocharger based on a machine state quantity.

また本発明の別の態様によれば、制御方法は、エンジン排気によりタービンを回転し、前記タービンと同軸でコンプレッサを回転し、エンジン吸気を圧縮し、前記コンプレッサ及び前記タービンと同軸で電動発電機を回転し、発電もしくはモータ加勢するハイブリッド過給機の制御装置であって、ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得し、取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する方法である。   According to another aspect of the present invention, a control method includes rotating a turbine by engine exhaust, rotating a compressor coaxially with the turbine, compressing engine intake air, and coaxially driving the motor generator with the compressor and the turbine. A supercharger control device for generating a supercharger state of the hybrid supercharger and generating a supercharger state quantity of the hybrid supercharger, and based on the obtained supercharger state quantity It is a method of diagnosing the deterioration state of the.

また本発明の別の態様によれば、プログラムは、エンジン排気により回転するタービンと、前記タービンと同軸で回転し、エンジン吸気を圧縮するコンプレッサと、前記コンプレッサ及び前記タービンと同軸で回転し、発電もしくはモータ加勢する電動発電機とを有するハイブリッド過給機の制御装置のコンピュータを、ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得手段と、前記過給機状態量取得手段が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断手段として機能させるプログラムである。   According to another aspect of the present invention, there is provided a program for generating power by rotating a turbine rotated by engine exhaust, a compressor rotating coaxially with the turbine and compressing engine intake air, rotating coaxially with the compressor and the turbine, and generating power. Alternatively, a computer of a control device for a hybrid supercharger having a motor generator for energizing a motor, a supercharger state quantity acquisition means for acquiring a supercharger state quantity of the hybrid supercharger, and the supercharger state quantity acquisition On the basis of the supercharger state quantity acquired by the means, the program functions as a diagnostic means for diagnosing the deterioration state of the hybrid supercharger.

本発明の実施形態による制御装置によれば、ハイブリッド過給機における部品の劣化に伴うトラブルを未然に防ぐことができる。   According to the control device according to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent problems associated with deterioration of components in the hybrid turbocharger.

本発明の第一の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the ship system 1 provided with the control apparatus 100 by 1st embodiment of this invention. 第一の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1における情報の流れの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flow of information in the ship system 1 provided with the control apparatus 100 by 1st embodiment. 第一の実施形態による診断部102がステップS5の処理で行う各装置の劣化状態の診断の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the diagnosis of the degradation state of each apparatus which the diagnostic part 102 by 1st embodiment performs by the process of step S5. 第一の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1の処理フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the processing flow of the ship system 1 provided with the control apparatus 100 by 1st embodiment. 本発明の第二の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the ship system 1 provided with the control apparatus 100 by 2nd embodiment of this invention. 第二の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1における情報の流れの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flow of information in the ship system 1 provided with the control apparatus 100 by 2nd embodiment. 第二の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1の処理フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the processing flow of the ship system 1 provided with the control apparatus 100 by 2nd embodiment. 第二の実施形態によるモータリング制御部103がモータリング制御を行う場合のコンプレッサマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the compressor map in case the motoring control part 103 by 2nd embodiment performs motoring control.

<第一の実施形態>
図1は、本発明の第一の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1の構成の一例を示す図である。
図1で示すように、第一の実施形態による船舶システム1は、電力変換器10と、ハイブリッド過給機20と、エンジン30と、船内制御装置40と、その他のコントローラ50と、記憶部60とを備える。
<First embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a ship system 1 including a control device 100 according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the ship system 1 according to the first embodiment includes a power converter 10, a hybrid supercharger 20, an engine 30, an inboard control device 40, other controllers 50, and a storage unit 60. With.

電力変換器10は制御装置100を備える。
制御装置100は、エンジン30が備えるエンジンコントローラ301や船内制御装置40と情報を送受信する。制御装置100は、過給機状態量取得部101と、診断部102とを備える。
過給機状態量取得部101は、ハイブリッド過給機20が備えるタービン201と、コンプレッサ202と、電動発電機203とからハイブリッド過給機20の過給機状態量を取得する。
診断部102は、過給機状態量取得部101が取得した過給機状態量とエンジンコントローラ301からの情報を受信し、入力した過給機状態量とエンジンコントローラ301からの情報とに基づいて、ハイブリッド過給機20の劣化状態を診断する。
The power converter 10 includes a control device 100.
The control device 100 transmits and receives information to and from the engine controller 301 and the inboard control device 40 included in the engine 30. The control device 100 includes a supercharger state quantity acquisition unit 101 and a diagnosis unit 102.
The supercharger state quantity acquisition unit 101 acquires the supercharger state quantity of the hybrid supercharger 20 from the turbine 201, the compressor 202, and the motor generator 203 included in the hybrid supercharger 20.
The diagnosis unit 102 receives the supercharger state quantity acquired by the supercharger state quantity acquisition unit 101 and information from the engine controller 301, and based on the input supercharger state quantity and information from the engine controller 301. The deterioration state of the hybrid supercharger 20 is diagnosed.

ハイブリッド過給機20は、タービン201と、コンプレッサ202と、電動発電機203とを備える。
タービン201は、エンジン30が排出する排ガスを吸気する。タービン201は、吸気した排ガスによって回転する。
コンプレッサ202は、軸を介したタービン201の回転力により自身が備えるコンプレッサホイールを回転させる。コンプレッサ202は、コンプレッサホイールを回転させることで空気を圧縮する。そして、コンプレッサ202は、圧縮した空気である掃気をエンジン30に送る。
電動発電機203は、軸を介したタービン201の回転力のうちの余剰回転力により発電する。電動発電機203は、発電した電力を電力変換器10に送電する。
The hybrid supercharger 20 includes a turbine 201, a compressor 202, and a motor generator 203.
The turbine 201 sucks exhaust gas discharged from the engine 30. The turbine 201 is rotated by the exhausted exhaust gas.
The compressor 202 rotates the compressor wheel provided in itself by the rotational force of the turbine 201 via the shaft. The compressor 202 compresses air by rotating a compressor wheel. Then, the compressor 202 sends scavenging, which is compressed air, to the engine 30.
The motor generator 203 generates electric power by surplus rotational force out of the rotational force of the turbine 201 via the shaft. The motor generator 203 transmits the generated power to the power converter 10.

エンジン30は、コンプレッサ202から掃気を吸気し、排ガスをタービン201に排気する。エンジン30は、エンジンコントローラ301を備える。
エンジンコントローラ301は、エンジン30の掃気や排ガスの情報を取得する。エンジンコントローラ301は、船内制御装置40や制御装置100と情報を送受信する。
The engine 30 draws scavenged air from the compressor 202 and exhausts exhaust gas to the turbine 201. The engine 30 includes an engine controller 301.
The engine controller 301 acquires scavenging and exhaust gas information of the engine 30. The engine controller 301 transmits and receives information to and from the inboard control device 40 and the control device 100.

船内制御装置40は、その他のコントローラ50、制御装置100、エンジンコントローラ301と情報を送受信する。また、船内制御装置40は、船舶システム1の外部の装置と情報を送受信する。
その他のコントローラ50は、自コントローラが備えられた装置における情報を船内制御装置40と送受信する。
記憶部60は、過給機状態量取得部101が取得した情報、診断部102が診断に必要な情報、診断部102が診断した各装置の診断結果などを記憶する記憶部である。また、船内制御装置40、その他のコントローラ50、エンジンコントローラ301のそれぞれが取得した情報を記憶する記憶部である。
The inboard control device 40 transmits / receives information to / from other controllers 50, the control device 100, and the engine controller 301. Further, the inboard control device 40 transmits / receives information to / from an external device of the ship system 1.
The other controller 50 transmits / receives the information in the apparatus with which the own controller was equipped with the shipboard control apparatus 40. FIG.
The storage unit 60 is a storage unit that stores information acquired by the supercharger state quantity acquisition unit 101, information necessary for diagnosis by the diagnosis unit 102, diagnosis results of each device diagnosed by the diagnosis unit 102, and the like. Moreover, it is a memory | storage part which memorize | stores the information which each of the inboard control apparatus 40, the other controller 50, and the engine controller 301 acquired.

図2は、第一の実施形態による診断部102が各装置の劣化状態を診断する処理の一例を示す図である。
この図2で示す計測値は、診断部102が過給機状態量取得部101から受信したハイブリッド過給機20における種々の物理量の計測値である。また、この図2で示す計測値は、エンジンコントローラ301から取得したエンジン30における種々の物理量の計測値である。
この図2で示す平均値処理やFFT(Fast Fourier Transform)処理やしきい値との比較処理は、診断部102が行う、各装置の各部品、例えば、機械品として、翼、ハウジング、ベアリングなど、電気品として、電解コンデンサ、バッテリ、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、リアクトル、発電機コイルなどの残り寿命の算出と、各装置がトラブルを起こさないか否かの判定処理とを示している。
また、この図2で示す装置の診断結果は、各装置がトラブルを起こさないか否かを診断部102が判定した判定結果である。なお、実施形態における各装置とは、タービン201、コンプレッサ202、電動発電機203の何れか一つまたは複数のことである。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of processing in which the diagnosis unit 102 according to the first embodiment diagnoses the deterioration state of each device.
The measured values shown in FIG. 2 are measured values of various physical quantities in the hybrid turbocharger 20 received by the diagnosis unit 102 from the supercharger state quantity acquisition unit 101. The measured values shown in FIG. 2 are measured values of various physical quantities in the engine 30 acquired from the engine controller 301.
The average value processing, FFT (Fast Fourier Transform) processing, and comparison processing with threshold values shown in FIG. 2 are performed by the diagnosis unit 102. Each component of each device, for example, mechanical parts such as wings, housings, bearings, etc. , Calculation of remaining lifetimes of electrolytic capacitors, batteries, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), reactors, generator coils, and the like as electrical products, and determination processing for determining whether or not each device causes trouble.
Further, the diagnosis result of the apparatus shown in FIG. 2 is a determination result obtained when the diagnosis unit 102 determines whether each apparatus does not cause a trouble. In addition, each apparatus in embodiment is one or more of the turbine 201, the compressor 202, and the motor generator 203.

ところで、ハイブリッド過給機20が備えるタービン201、コンプレッサ202、電動発電機203などの各装置やその各装置の各部品は、設計段階で寿命と、ある運転状況を何時間続けるとどの程度劣化するか(寿命がどの程度短くなるか)とが決まっている。
従って、例えば、タービン201が温度400度で回転数10000回転/分で運転された場合、タービン201における部品aは5年で寿命に達し、タービン201における部品bは3年で寿命に達することが設計段階でわかる。また、例えば、タービン201が温度600度で回転数8000回転/分で運転された場合、タービン201における部品aは3年で寿命に達し、タービン201における部品bは5年で寿命に達することが設計段階でわかる。このことは、運転状況を時間軸方向に蓄積することで各部品の劣化を算出することができ、各部品の残りの寿命を算出することができることを意味する。
By the way, each of the devices such as the turbine 201, the compressor 202, and the motor generator 203 included in the hybrid supercharger 20 and the components of each device deteriorate at the design stage and how long the operation state continues for how long. (How much the lifespan will be shortened).
Thus, for example, when the turbine 201 is operated at a temperature of 400 degrees and a rotational speed of 10,000 revolutions / minute, the part a in the turbine 201 reaches the end of life in 5 years, and the part b in the turbine 201 reaches the end of life in 3 years. This can be understood at the design stage. For example, when the turbine 201 is operated at a temperature of 600 degrees and a rotational speed of 8000 rpm, the part a in the turbine 201 reaches the end of its life in 3 years, and the part b of the turbine 201 reaches the end of its life in 5 years. This can be understood at the design stage. This means that the deterioration of each component can be calculated by accumulating the operation status in the time axis direction, and the remaining life of each component can be calculated.

従って、診断部102は、運転状況に基づいて各部品の残りの寿命を算出し、算出した寿命が所定の寿命よりも短い場合に、その部品の交換やその部品を使用している装置のメンテナンスを促すようにすることで、各装置におけるトラブルを未然に防ぐことができる。   Therefore, the diagnosis unit 102 calculates the remaining life of each part based on the operating state, and when the calculated life is shorter than the predetermined life, replacement of the part or maintenance of the apparatus using the part By prompting, troubles in each device can be prevented in advance.

また、診断部102は、過給機状態量取得部101から受信した運転状況に基づいて各部品における種々の物理量に対して平均値を算出する。そして、診断部102は、算出した種々の物理量に対する平均値が種々の物理量に対して予め設定した上限しきい値を上回った、あるいは下限しきい値を下回った場合に、その部品の残りの寿命が短いと判定する。そして、診断部102は、その部品の交換やその部品を使用している装置のメンテナンスを促すようにすることで、各装置におけるトラブルを未然に防ぐことができる。   In addition, the diagnosis unit 102 calculates an average value for various physical quantities in each component based on the operation status received from the supercharger state quantity acquisition unit 101. The diagnosis unit 102 then determines the remaining life of the component when the average value for the calculated various physical quantities exceeds the preset upper limit threshold for the various physical quantities or falls below the lower limit threshold. Is determined to be short. Then, the diagnosis unit 102 can prevent troubles in each device by exchanging the component and urging maintenance of the device using the component.

また、各装置の各部品は、それぞれ材質や形状などが異なり、固有振動数が異なる。そのため、診断部102は、例えば振動を用いて各部品の劣化を算出する際に、劣化に影響する振動数のみを抽出し算出に反映させる必要がある。そのような場合、診断部102は、各装置における振動数をFFT演算し、その演算により得られた各周波数成分のうち各部品の劣化に関係する周波数成分を抽出する。そして、診断部102は、各部品の劣化に関係する周波数成分の振動が生じた時間のみを劣化の算出に反映させる。   In addition, each part of each device has a different material, shape, etc., and a different natural frequency. Therefore, for example, when calculating the deterioration of each component using vibration, the diagnosis unit 102 needs to extract only the frequency that affects the deterioration and reflect it in the calculation. In such a case, the diagnosis unit 102 performs an FFT operation on the frequency in each device, and extracts a frequency component related to the deterioration of each component from each frequency component obtained by the operation. Then, the diagnosis unit 102 reflects only the time when the vibration of the frequency component related to the deterioration of each component has occurred in the calculation of the deterioration.

図3は、第一の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1における情報の流れの一例を示す図である。
また、図4は、第一の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1の処理フローの一例を示す図である。
次に図3と図4を用いて第一の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1の処理フロー(ステップS1〜ステップS8)について説明する。
なお、ハイブリッド過給機20とエンジン30は、共に動作しているものとする。また、ハイブリッド過給機20とエンジン30において、種々の物理量、例えば、圧力、流量、温度、振動、応力、運転時間、回転数、電力などがセンサや計測器等を用いて計測されているものとする。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of information flow in the ship system 1 including the control device 100 according to the first embodiment.
Moreover, FIG. 4 is a figure which shows an example of the processing flow of the ship system 1 provided with the control apparatus 100 by 1st embodiment.
Next, the processing flow (step S1-step S8) of the ship system 1 provided with the control apparatus 100 by 1st embodiment is demonstrated using FIG. 3 and FIG.
It is assumed that the hybrid supercharger 20 and the engine 30 are operating together. Further, in the hybrid supercharger 20 and the engine 30, various physical quantities such as pressure, flow rate, temperature, vibration, stress, operation time, rotation speed, electric power, etc. are measured using a sensor or a measuring instrument. And

過給機状態量取得部101は、ハイブリッド過給機20が備えるタービン201、コンプレッサ202、電動発電機203のそれぞれとそれぞれの軸受けにおける種々の物理量の計測値を取得する(ステップS1)。過給機状態量取得部101は、取得した種々の物理量の計測値を診断部102に送信する(ステップS2)。過給機状態量取得部101は、取得した種々の物理量の計測値を記憶部60に記録する。   The supercharger state quantity acquisition unit 101 acquires measurement values of various physical quantities in each of the turbine 201, the compressor 202, and the motor generator 203 included in the hybrid supercharger 20 and the respective bearings (step S1). The supercharger state quantity acquisition unit 101 transmits the acquired measured values of various physical quantities to the diagnosis unit 102 (step S2). The supercharger state quantity acquisition unit 101 records the acquired measured values of various physical quantities in the storage unit 60.

診断部102は、過給機状態量取得部101からハイブリッド過給機20における種々の物理量の計測値を受信する(ステップS3)。また、診断部102は、エンジン30を制御するエンジンコントローラ301からエンジン30における種々の物理量の計測値を取得する(ステップS4)。そして、診断部102は、過給機状態量取得部101から受信したハイブリッド過給機20における種々の物理量の計測値と、エンジンコントローラ301から取得したエンジン30における種々の物理量の計測値に基づいて、タービン201、コンプレッサ202、電動発電機203のそれぞれの劣化を算出し、各部品の残りの寿命が十分にあるか否かを判定する(ステップS5)。   The diagnosis unit 102 receives measurement values of various physical quantities in the hybrid supercharger 20 from the supercharger state quantity acquisition unit 101 (step S3). Further, the diagnosis unit 102 acquires measurement values of various physical quantities in the engine 30 from the engine controller 301 that controls the engine 30 (step S4). Then, the diagnosis unit 102 is based on the measured values of various physical quantities in the hybrid turbocharger 20 received from the supercharger state quantity acquiring unit 101 and the measured values of various physical quantities in the engine 30 acquired from the engine controller 301. Then, the deterioration of each of the turbine 201, the compressor 202, and the motor generator 203 is calculated, and it is determined whether or not the remaining life of each component is sufficient (step S5).

例えば、記憶部60は、各装置の各部品に対して運転状況とその運転状況を何時間続けるとどの程度劣化するか(寿命がどの程度短くなるか)を示す劣化度データテーブルを記憶している。また、記憶部60は、設計段階で決定している各装置における各部品の寿命よりも短いしきい値を予め記憶している。
過給機状態量取得部101は、ハイブリッド過給機20が備えるタービン201、コンプレッサ202、電動発電機203のそれぞれにおける運転状況、すなわち種々の物理量の計測値を逐次取得し、取得した種々の物理量の計測値を診断部102に送信する。また、過給機状態量取得部101は、取得した種々の物理量の計測値を記憶部60に記録する。
診断部102は、過給機状態量取得部101から種々の物理量の計測値を受信する。また、診断部102は、記憶部60から劣化度データテーブルと、設計段階で決定している各装置における各部品の寿命よりも短いしきい値とを読み出す。診断部102は、記憶部60から読み出した劣化度データテーブルと、過給機状態量取得部101から受信した運転状況に基づいて、タービン201、コンプレッサ202、電動発電機203のそれぞれにおける各部品の劣化を算出し、残りの寿命を算出する。診断部102は、算出した各部品の残りの寿命と、記憶部60から読み出した設計段階で決定している各装置における各部品の寿命とを比較し、各部品の残りの寿命が十分にあるか否かを判定する(ステップS5)。
算出した各部品の残りの寿命が記憶部60から読み出した設計段階で決定している各装置における各部品の寿命よりも長い、すなわち各部品の残りの寿命が十分にあると診断部102が判定した場合(ステップS5、NO)、過給機状態量取得部101がタービン201、コンプレッサ202、電動発電機203のそれぞれとそれぞれの軸受けにおける種々の物理量の計測値を取得するステップS1の処理に戻る。
また、算出した各部品の残りの寿命が記憶部60から読み出した設計段階で決定している各装置における各部品の寿命よりも短いまたは同一である、すなわち各部品の残りの寿命が十分ではないと診断部102が判定した場合(ステップS5、YES)、残りの寿命が十分ではないと判定した部品とその部品を使用している装置に関する情報を船内制御装置40に送信する(ステップS6)。
For example, the storage unit 60 stores a deterioration degree data table that indicates the operation status and how long the operation status continues for each component of each device (how much the life is shortened). Yes. In addition, the storage unit 60 stores in advance a threshold value that is shorter than the lifetime of each component in each device determined at the design stage.
The supercharger state quantity acquisition unit 101 sequentially acquires the operation statuses of each of the turbine 201, the compressor 202, and the motor generator 203 included in the hybrid supercharger 20, that is, the measurement values of various physical quantities, and acquires the various physical quantities acquired. The measured value is transmitted to the diagnosis unit 102. Further, the supercharger state quantity acquisition unit 101 records the acquired measured values of various physical quantities in the storage unit 60.
The diagnosis unit 102 receives measurement values of various physical quantities from the supercharger state quantity acquisition unit 101. In addition, the diagnosis unit 102 reads out the deterioration degree data table from the storage unit 60 and a threshold value shorter than the lifetime of each component in each device determined in the design stage. Based on the deterioration degree data table read from the storage unit 60 and the operation status received from the supercharger state quantity acquisition unit 101, the diagnosis unit 102 determines each component in the turbine 201, the compressor 202, and the motor generator 203. Calculate degradation and calculate remaining life. The diagnosis unit 102 compares the calculated remaining lifetime of each component with the lifetime of each component in each device determined at the design stage read from the storage unit 60, and there is sufficient remaining lifetime for each component. Is determined (step S5).
The diagnosis unit 102 determines that the calculated remaining lifetime of each component is longer than the lifetime of each component in each device determined at the design stage read from the storage unit 60, that is, the remaining lifetime of each component is sufficient. When it does (step S5, NO), the supercharger state quantity acquisition unit 101 returns to the process of step S1 in which the measurement values of various physical quantities in each of the turbine 201, the compressor 202, and the motor generator 203 and the respective bearings are acquired. .
Further, the calculated remaining lifetime of each component is shorter or the same as the lifetime of each component in each device determined at the design stage read from the storage unit 60, that is, the remaining lifetime of each component is not sufficient. If the diagnosis unit 102 determines (YES in step S5), information on the component determined to have an insufficient remaining life and the device using the component is transmitted to the inboard control device 40 (step S6).

また、診断部102は、過給機状態量取得部101から受信した運転状況を示す過去の物理量の平均値を算出する。そして、診断部102は、算出した物理量の平均値と、各物理量に対して予め設定した上限を示す上限しきい値および下限を示す下限しきい値とを比較し、各部品の残りの寿命が十分にあるか否かを判定する(ステップS5)。
算出した物理量の平均値が各物理量に対して予め設定した上限しきい値を上回らない、かつ下限しきい値を下回らないと診断部102が判定した場合、診断部102は、部品は劣化していない、すなわち各部品の残りの寿命が十分にあると判定し(ステップS5、NO)、過給機状態量取得部101がタービン201、コンプレッサ202、電動発電機203のそれぞれとそれぞれの軸受けにおける種々の物理量の計測値を取得するステップS1の処理に戻る。
また、診断部102は、算出した物理量の平均値が各物理量に対して予め設定した上限しきい値を上回るあるいは下限しきい値を下回ると診断部102が判定した場合、診断部102は、部品が劣化している、すなわち部品の残りの寿命が十分ではないと判定し(ステップS5、YES)、残りの寿命が十分ではないと判定した部品とその部品を使用している装置に関する情報を船内制御装置40に送信する(ステップS6)。
Further, the diagnosis unit 102 calculates an average value of past physical quantities indicating the driving situation received from the supercharger state quantity acquisition unit 101. Then, the diagnosis unit 102 compares the calculated average value of the physical quantities with the upper limit threshold value indicating the upper limit and the lower limit threshold value indicating the lower limit set in advance for each physical quantity, and determines the remaining life of each component. It is determined whether there is enough (step S5).
When the diagnosis unit 102 determines that the calculated average value of the physical quantities does not exceed the upper limit threshold set in advance for each physical quantity and does not fall below the lower limit threshold, the diagnosis unit 102 indicates that the component has deteriorated. In other words, it is determined that the remaining life of each component is sufficient (step S5, NO), and the supercharger state quantity acquisition unit 101 performs various operations in each of the turbine 201, the compressor 202, and the motor generator 203 and the respective bearings. The process returns to the process of step S1 for acquiring the measured value of the physical quantity.
In addition, when the diagnosis unit 102 determines that the average value of the calculated physical quantities exceeds a preset upper limit threshold or falls below a lower limit threshold for each physical quantity, the diagnosis unit 102 It is determined that the remaining life of the component is not sufficient, that is, the remaining life of the component is not sufficient (step S5, YES), and information on the component and the device using the component determined that the remaining life is not sufficient It transmits to the control apparatus 40 (step S6).

なお、各装置の各部品は材質や形状などが異なり、固有振動数が異なる。そのため、診断部102が例えば振動を用いて各部品の劣化を算出する場合には、劣化に影響する振動数のみを抽出して劣化の算出に反映させる必要がある。そのような場合、診断部102は、各装置における運転状況を示す振動数をFFTし、各部品に対して劣化に関係する周波数を抽出する。そして、診断部102は、各部品に対して抽出した周波数となる時間のみを劣化の算出に反映させる。   In addition, each part of each apparatus differs in a material, a shape, etc., and a natural frequency differs. Therefore, when the diagnosis unit 102 calculates the deterioration of each component using, for example, vibration, it is necessary to extract only the frequency that affects the deterioration and reflect it in the calculation of the deterioration. In such a case, the diagnosis unit 102 performs FFT on the frequency indicating the operation status in each device, and extracts the frequency related to the deterioration for each component. Then, the diagnosis unit 102 reflects only the time with the frequency extracted for each component in the calculation of deterioration.

ステップS6の処理により診断部102が残りの寿命が十分ではないと判定した部品とその部品を使用している装置に関する情報を船内制御装置40に送信すると、船内制御装置40は、その情報を受信する(ステップS7)。そして、船内制御装置40は、診断部102から受信した残りの寿命が十分ではないと判定した部品とその部品を使用している装置に関する情報に基づいて、メーカに部品の手配やメンテナンスのスケジュールなどを連絡する(ステップS8)。
なお、過給機状態量取得部101がハイブリッド過給機20から種々の物理量を取得することが困難である場合、診断部102は、エンジン負荷状態に基づいてハイブリッド過給機20の物理量を推定してもよい。診断部102は、エンジンコントローラ301が取得し記憶部60に記録したエンジン負荷状態に関する情報あるいは船内制御装置40が記憶部60に記録したエンジン負荷状態に関する情報を読み出すことで、エンジン負荷状態を取得することができる。
また、ステップS5の処理において、診断部102は、過去の物理量を継続的にモニタすることで経時的な劣化が生じているか否かを判定し、その判定結果に基づいて、各部品の残りの寿命が十分か否かを判定してもよい。
When the diagnosis unit 102 transmits to the inboard control device 40 information regarding the component determined by the diagnosis unit 102 that the remaining life is not sufficient by the process of step S6 and the device using the component, the inboard control device 40 receives the information. (Step S7). Then, the inboard control device 40 arranges parts with the manufacturer, schedules maintenance, etc. based on the information received from the diagnosis unit 102 and determined that the remaining life is not sufficient and the device using the parts. (Step S8).
When it is difficult for the supercharger state quantity acquisition unit 101 to acquire various physical quantities from the hybrid supercharger 20, the diagnosis unit 102 estimates the physical quantity of the hybrid supercharger 20 based on the engine load state. May be. The diagnosis unit 102 acquires the engine load state by reading out information on the engine load state acquired by the engine controller 301 and recorded in the storage unit 60 or information on the engine load state recorded in the storage unit 60 by the inboard control device 40. be able to.
Further, in the process of step S5, the diagnosis unit 102 determines whether deterioration with time has occurred by continuously monitoring past physical quantities, and based on the determination result, the remaining part of each component is determined. It may be determined whether the lifetime is sufficient.

なお、各装置間で送受信する情報の信号は、正しく情報が伝送され各装置が認識できる範囲において、アナログ信号であってもデジタル信号であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。また、正しく情報が伝送され各装置が認識できる範囲において、通信方式はどのような通信方式であってもよく、複数の通信方式の組み合わせであってもよい。また、船内情報網として、LAN(Local Area Network)が整備され、LANを介して各装置間で情報が送受信されてもよい。   The information signal transmitted / received between the devices may be an analog signal, a digital signal, or a combination thereof within a range in which information can be correctly transmitted and recognized by each device. Further, the communication method may be any communication method or a combination of a plurality of communication methods as long as information is correctly transmitted and recognized by each device. Further, a LAN (Local Area Network) may be provided as an inboard information network, and information may be transmitted and received between the devices via the LAN.

以上、本発明の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1について説明した。
本発明の実施形態による制御装置100は、エンジン排気により回転するタービン201と、タービン201と同軸で回転し、エンジン吸気を圧縮するコンプレッサ202と、コンプレッサ202及びタービン201と同軸で回転し、発電する電動発電機203とを有するハイブリッド過給機20の制御装置であって、ハイブリッド過給機20の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部101と、過給機状態量取得部101が取得した過給機状態量に基づいて、ハイブリッド過給機20の劣化状態を診断する診断部102とを備える。
このようにすれば、ハイブリッド過給機20における部品の劣化に伴うトラブルを未然に防ぐことができる制御装置100を提供する。
In the above, the ship system 1 provided with the control apparatus 100 by embodiment of this invention was demonstrated.
The control device 100 according to the embodiment of the present invention generates power by generating a turbine 201 that rotates by engine exhaust, a compressor 202 that rotates coaxially with the turbine 201, and that compresses engine intake air, and rotates coaxially with the compressor 202 and the turbine 201. A control device for a hybrid supercharger 20 having a motor generator 203, a supercharger state quantity acquisition unit 101 that acquires a supercharger state quantity of the hybrid supercharger 20, and a supercharger state quantity acquisition unit And a diagnosis unit 102 that diagnoses the deterioration state of the hybrid supercharger 20 based on the supercharger state quantity acquired by the terminal 101.
If it does in this way, the control apparatus 100 which can prevent the trouble accompanying deterioration of the components in the hybrid supercharger 20 beforehand is provided.

<第二の実施形態>
図5は、本発明の第二の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1の構成の一例を示す図である。
次に、第二の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1について説明する。
図5で示すように、第一の実施形態による船舶システム1と同様に、第二の実施形態による船舶システム1は、電力変換器10と、ハイブリッド過給機20と、エンジン30と、船内制御装置40と、その他のコントローラ50と、記憶部60とを備える。
また、電力変換器10は制御装置100を備える。ただし、第二の実施形態による制御装置100は、第一の実施形態による制御装置100に対して、更にモータリング制御部103を備える。
モータリング制御部103は、モータリング電力(回転維持電力)を電動発電機203に出力してモータリング制御を行う。
<Second Embodiment>
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a configuration of the ship system 1 including the control device 100 according to the second embodiment of the present invention.
Next, the ship system 1 provided with the control apparatus 100 by 2nd embodiment is demonstrated.
As shown in FIG. 5, similarly to the ship system 1 according to the first embodiment, the ship system 1 according to the second embodiment includes a power converter 10, a hybrid supercharger 20, an engine 30, and inboard control. The apparatus 40, the other controller 50, and the memory | storage part 60 are provided.
The power converter 10 includes a control device 100. However, the control apparatus 100 by 2nd embodiment is further provided with the motoring control part 103 with respect to the control apparatus 100 by 1st embodiment.
The motoring control unit 103 outputs motoring power (rotation maintaining power) to the motor generator 203 to perform motoring control.

図6は、第二の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1における情報の流れの一例を示す図である。
また、図7は、第二の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1の処理フローの一例を示す図である。
次に図6と図7を用いて第二の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1の処理フロー(ステップS9、ステップS1〜ステップS8)について説明する。
なお、第二の実施形態による船舶システム1の処理フローは、モータリング制御部103がモータリング電力を電動発電機203に出力してモータリング制御を行う場合の処理フローである。従って、ハイブリッド過給機20が起動し、エンジン30が停止している時の動作について説明する。ただし、ここでは、第一の実施形態による船舶システム1の処理フローと異なる、ステップS9とステップS10の処理について説明する。ハイブリッド過給機20とエンジン30において、種々の物理量、例えば、圧力、流量、温度、振動、応力、運転時間、回転数、電力などがセンサや計測器等を用いて計測されているものとする。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of information flow in the ship system 1 including the control device 100 according to the second embodiment.
Moreover, FIG. 7 is a figure which shows an example of the processing flow of the ship system 1 provided with the control apparatus 100 by 2nd embodiment.
Next, the processing flow (step S9, step S1-step S8) of the ship system 1 provided with the control apparatus 100 by 2nd embodiment is demonstrated using FIG. 6 and FIG.
The processing flow of the ship system 1 according to the second embodiment is a processing flow when the motoring control unit 103 performs motoring control by outputting motoring power to the motor generator 203. Therefore, the operation when the hybrid supercharger 20 is activated and the engine 30 is stopped will be described. However, the process of step S9 and step S10 different from the process flow of the ship system 1 by 1st embodiment is demonstrated here. In the hybrid supercharger 20 and the engine 30, various physical quantities, for example, pressure, flow rate, temperature, vibration, stress, operation time, rotation speed, electric power, etc. are measured using sensors, measuring instruments, and the like. .

エンジン30が停止しており、エンジン30からハイブリッド過給機20のタービン201への排ガスの排気はない。この状態において、モータリング制御部103がモータリング電力を電動発電機203に出力してモータリング制御を行う(ステップS9)。なお、モータリング制御とは、エンジン30を止め、電動発電機203に電力を供給することで、ハイブリッド過給機20を単独で動作させる制御のことである。
過給機状態量取得部101は、この状態において、ハイブリッド過給機20が備えるタービン201、コンプレッサ202、電動発電機203のそれぞれとそれぞれの軸受けにおける種々の物理量の計測値を取得する(ステップS1)。
このステップS1で過給機状態量取得部101が取得する種々の物理量の計測値は、モータリング制御部103が電動発電機203に出力したモータリング電力そのものによる物理量の計測値である。そのため、過給機状態量取得部101が取得する種々の物理量の計測値は、エンジン30による影響が含まれず、ハイブリッド過給機20そのものの特性を示している。
The engine 30 is stopped and no exhaust gas is exhausted from the engine 30 to the turbine 201 of the hybrid supercharger 20. In this state, the motoring control unit 103 outputs motoring power to the motor generator 203 to perform motoring control (step S9). In addition, motoring control is control which operates the hybrid supercharger 20 independently by stopping the engine 30 and supplying electric power to the motor generator 203.
In this state, the supercharger state quantity acquisition unit 101 acquires measurement values of various physical quantities in each of the turbine 201, the compressor 202, and the motor generator 203 included in the hybrid supercharger 20 and the respective bearings (step S1). ).
The measured values of various physical quantities acquired by the supercharger state quantity acquiring unit 101 in step S1 are measured values of physical quantities based on the motoring power itself output to the motor generator 203 by the motoring control unit 103. For this reason, the measured values of various physical quantities acquired by the supercharger state quantity acquisition unit 101 do not include the influence of the engine 30 and indicate the characteristics of the hybrid supercharger 20 itself.

ステップS2〜ステップS4は、第一の実施形態による船舶システム1の処理フローと同様であり、次に診断部102は、各装置の各部品の残りの寿命が十分にあるか否かを判定する(ステップS10)。このステップS10で診断部102が行う各装置の各部品の残りの寿命が十分にあるか否かの判定は、第一の実施形態による船舶システム1の処理フローのステップS5の処理に加え、次に示す処理である。   Steps S2 to S4 are the same as the processing flow of the ship system 1 according to the first embodiment, and then the diagnosis unit 102 determines whether or not the remaining life of each component of each device is sufficient. (Step S10). In this step S10, the diagnosis unit 102 determines whether or not the remaining life of each component of each device is sufficient, in addition to the processing in step S5 of the processing flow of the ship system 1 according to the first embodiment, It is a process shown in FIG.

図8は、第二の実施形態によるモータリング制御部103がモータリング制御を行う場合のコンプレッサマップの一例を示す図である。
このコンプレッサマップは、モータリング制御部103が所定のモータリング電力を電動発電機203に出力した場合のハイブリッド過給機20のコンプレッサ202におけるコンプレッサ流量とコンプレッサ圧力比との関係を示している。そして、コンプレッサマップの典型値である代表作動点の過去の実績が記憶部60にコンプレッサマップデータテーブルとして予め記録されている。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a compressor map when the motoring control unit 103 according to the second embodiment performs motoring control.
This compressor map shows the relationship between the compressor flow rate and the compressor pressure ratio in the compressor 202 of the hybrid turbocharger 20 when the motoring control unit 103 outputs predetermined motoring power to the motor generator 203. The past performance of the representative operating point, which is a typical value of the compressor map, is recorded in advance in the storage unit 60 as a compressor map data table.

診断部102は、過給機状態量取得部101がコンプレッサ202から取得したコンプレッサ流量とコンプレッサ圧力比の計測値を受信する。診断部102は、過給機状態量取得部101が電動発電機203から取得したモータリング制御部103から入力されるモータリグ電力の計測値を受信する。また、診断部102は、記憶部60からコンプレッサマップデータテーブルを読み出す。そして、診断部102は、過給機状態量取得部101から受信したコンプレッサ流量とコンプレッサ圧力比の計測値と同等の代表作動点を記憶部60から読み出したコンプレッサマップデータテーブルにおいて特定する。そして、診断部102は、特定したける代表作動点となる過去のモータリング電力の実績の平均値と、過給機状態量取得部101から受信したモータリング電力の計測値とを比較し、所定の範囲内にあるか否かに基づいて、各装置の各部品の残りの寿命が十分にあるか否かを判定する。   The diagnosis unit 102 receives the measured values of the compressor flow rate and the compressor pressure ratio acquired from the compressor 202 by the supercharger state quantity acquisition unit 101. The diagnosis unit 102 receives the measured value of the motor rig power input from the motoring control unit 103 acquired by the supercharger state quantity acquisition unit 101 from the motor generator 203. Further, the diagnosis unit 102 reads out the compressor map data table from the storage unit 60. Then, the diagnosis unit 102 specifies a representative operating point equivalent to the measured value of the compressor flow rate and the compressor pressure ratio received from the supercharger state quantity acquisition unit 101 in the compressor map data table read from the storage unit 60. Then, the diagnosis unit 102 compares the average value of past motoring power as a representative operating point to be identified with the measured value of the motoring power received from the supercharger state quantity acquisition unit 101, and determines a predetermined value. Whether or not the remaining life of each component of each device is sufficient is determined based on whether or not it is within the range.

例えば、過去のモータリング電力の実績の平均値が100キロワットであり、過給機状態量取得部101から受信したモータリング電力の計測値が101キロワットであったとする。この場合、診断部102は、過給機状態量取得部101から受信したモータリング電力の計測値が過去のモータリング電力の実績の平均値に比べ1パーセント増加したと判断し、例えば所定の範囲が過去のモータリング電力の実績の平均値のプラスマイナス3パーセントであった場合、ハイブリッド過給機20は正常である、すなわち各装置の各部品の残りの寿命が十分であると判定し(ステップS10、NO)、過給機状態量取得部101がタービン201、コンプレッサ202、電動発電機203のそれぞれとそれぞれの軸受けにおける種々の物理量の計測値を取得するステップS1の処理に戻る。   For example, it is assumed that the average value of past motoring power is 100 kilowatts and the measured value of motoring power received from the supercharger state quantity acquisition unit 101 is 101 kilowatts. In this case, the diagnosis unit 102 determines that the measured value of the motoring power received from the supercharger state quantity acquisition unit 101 has increased by 1% compared to the average value of past motoring power results, for example, a predetermined range Is equal to plus or minus 3 percent of the average value of past motoring power, it is determined that the hybrid turbocharger 20 is normal, that is, the remaining life of each component of each device is sufficient (step S10, NO), the supercharger state quantity acquisition unit 101 returns to the process of step S1 in which the measured values of various physical quantities in each of the turbine 201, the compressor 202, and the motor generator 203 and their respective bearings are acquired.

また、例えば、過去のモータリング電力の実績の平均値が100キロワットであり、過給機状態量取得部101から受信したモータリング電力の計測値が110キロワットであったとする。この場合、診断部102は、過給機状態量取得部101から受信したモータリング電力の計測値が過去のモータリング電力の実績の平均値に比べ10パーセント増加したと判断し、例えば所定の範囲が過去のモータリング電力の実績の平均値のプラスマイナス3パーセントであった場合、ハイブリッド過給機20は故障している、すなわち各装置の各部品の残りの寿命が十分ではないと判定し(ステップS10、YES)、残りの寿命が十分ではないと判定した部品とその部品を使用している装置に関する情報を船内制御装置40に送信する(ステップS6)。   Further, for example, it is assumed that the average value of past motoring power is 100 kilowatts and the measured value of motoring power received from the supercharger state quantity acquisition unit 101 is 110 kilowatts. In this case, the diagnosis unit 102 determines that the measured value of the motoring power received from the supercharger state quantity acquisition unit 101 has increased by 10% compared to the average value of past motoring power results, for example, a predetermined range Is plus or minus 3% of the average value of the past motoring power results, it is determined that the hybrid turbocharger 20 has failed, that is, the remaining life of each component of each device is not sufficient ( (Step S10, YES), the information regarding the component determined to have an insufficient remaining life and the device using the component is transmitted to the inboard control device 40 (step S6).

そして、第一の実施形態による船舶システム1の処理フローと同様にステップS7の処理を行い、ステップS8で船内制御装置40は、診断部102から受信した残りの寿命が十分ではないと判定した部品とその部品を使用している装置に関する情報に基づいて、メーカに部品の手配やメンテナンスのスケジュールなどを連絡する。
なお、ステップS10の処理において、診断部102は、過給機状態量取得部101から受信したモータリング電力の計測値が徐々に変化する場合、ハイブリッド過給機20が経時的な劣化していると判定する。例えば、過去のモータリング電力の実績の平均値に比べ、比較する毎に1パーセントずつ増加し続けるような場合、診断部102はハイブリッド過給機20が経時的な劣化していると判定する。
And the process of step S7 is performed similarly to the processing flow of the ship system 1 according to the first embodiment, and the inboard control device 40 determines in step S8 that the remaining life received from the diagnosis unit 102 is not sufficient. Based on the information about the equipment that uses the parts and the parts, contact the manufacturer about parts arrangement and maintenance schedule.
In the process of step S10, the diagnosis unit 102 determines that the hybrid turbocharger 20 has deteriorated over time when the measured value of the motoring power received from the supercharger state quantity acquisition unit 101 changes gradually. Is determined. For example, when it continues to increase by 1 percent each time compared with the average value of past motoring power results, the diagnosis unit 102 determines that the hybrid turbocharger 20 has deteriorated over time.

以上、本発明の実施形態による制御装置100を備える船舶システム1について説明した。
本発明の実施形態による制御装置100は、エンジン排気により回転するタービン201と、タービン201と同軸で回転し、エンジン吸気を圧縮するコンプレッサ202と、コンプレッサ202及びタービン201と同軸で回転し、発電する電動発電機203とを有するハイブリッド過給機20の制御装置であって、ハイブリッド過給機20の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部101と、過給機状態量取得部101が取得した過給機状態量に基づいて、ハイブリッド過給機20の劣化状態を診断する診断部102とを備える。
このようにすれば、ハイブリッド過給機20における部品の劣化に伴うトラブルを未然に防ぐことができる制御装置100を提供する。
また、モータリング制御部103がモータリング制御を行うことにより、過給機状態量取得部101は、ハイブリッド過給機20そのものの種々の物理量の計測値を取得することができ、診断部102が行うハイブリッド過給機20における部品の劣化の診断精度が向上する。
In the above, the ship system 1 provided with the control apparatus 100 by embodiment of this invention was demonstrated.
The control device 100 according to the embodiment of the present invention generates power by generating a turbine 201 that rotates by engine exhaust, a compressor 202 that rotates coaxially with the turbine 201, and that compresses engine intake air, and rotates coaxially with the compressor 202 and the turbine 201. A control device for a hybrid supercharger 20 having a motor generator 203, a supercharger state quantity acquisition unit 101 that acquires a supercharger state quantity of the hybrid supercharger 20, and a supercharger state quantity acquisition unit And a diagnosis unit 102 that diagnoses the deterioration state of the hybrid supercharger 20 based on the supercharger state quantity acquired by the terminal 101.
If it does in this way, the control apparatus 100 which can prevent the trouble accompanying deterioration of the components in the hybrid supercharger 20 beforehand is provided.
Further, when the motoring control unit 103 performs motoring control, the supercharger state quantity acquisition unit 101 can acquire measurement values of various physical quantities of the hybrid supercharger 20 itself. The accuracy of diagnosis of component deterioration in the hybrid supercharger 20 to be performed is improved.

なお、以上の実施形態では、制御装置100は電力変換器10に備えられ、ハイブリッド過給機20から独立した装置として説明した。しかしながら、本発明は、それに限定するものではない。制御装置100は、ハイブリッド過給機20の過給機状態量を取得し、適切な情報処理を行う範囲においてどの装置に備えられてもよく、例えば、ハイブリッド過給機20に備えられてもよい。   In the above embodiment, the control apparatus 100 is described as an apparatus provided in the power converter 10 and independent of the hybrid supercharger 20. However, the present invention is not limited to this. The control device 100 may be provided in any device within a range where the supercharger state quantity of the hybrid supercharger 20 is acquired and appropriate information processing is performed. For example, the control device 100 may be provided in the hybrid supercharger 20. .

また、以上の実施形態では、診断部102は制御装置100に備えられるものとして説明した。しかしながら、本発明は、それに限定するものではない。診断部102は、過給機状態量取得部101からの情報を受信し、適切な情報処理を行う範囲においてどの装置に備えられてもよく、例えば、エンジンコントローラ301や船内制御装置40に備えられてもよい。   In the above embodiment, the diagnosis unit 102 has been described as being provided in the control device 100. However, the present invention is not limited to this. The diagnosis unit 102 may be provided in any device within a range where it receives information from the supercharger state quantity acquisition unit 101 and performs appropriate information processing. For example, the diagnosis unit 102 is provided in the engine controller 301 or the inboard control device 40. May be.

また、以上の実施形態では、記憶部60は制御装置100から独立した装置として説明した。実施形態で示すように、他の装置が記憶部60に適切にアクセスでき情報を送受信できる範囲において、記憶部60はどこに存在してもよいが、例えば、制御装置100が記憶部60を備えていてもよい。   In the above embodiment, the storage unit 60 has been described as an apparatus independent of the control apparatus 100. As shown in the embodiment, the storage unit 60 may exist anywhere within a range where other devices can appropriately access the storage unit 60 and transmit and receive information. For example, the control device 100 includes the storage unit 60. May be.

また、以上の実施形態では、制御装置100は、通信部を明記していないが、他装置との情報の送受信を通信部を介して行うものである。   In the embodiment described above, the control device 100 does not clearly indicate a communication unit, but transmits and receives information to and from other devices via the communication unit.

なお本発明の実施形態について説明したが、上述の制御装置100は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。   In addition, although embodiment of this invention was described, the above-mentioned control apparatus 100 has a computer system inside. The process described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above process is performed by the computer reading and executing this program. Here, the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Alternatively, the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。   The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。また、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. Various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention.

1・・・船舶システム
10・・・電力変換器
20・・・ハイブリッド過給機
30・・・エンジン
40・・・船内制御装置
50・・・その他のコントローラ
60・・・記憶部
100・・・制御装置
101・・・過給機状態量取得部
102・・・診断部
103・・・モータリング制御部
201・・・タービン
202・・・コンプレッサ
203・・・電動発電機
301・・・エンジンコントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ship system 10 ... Power converter 20 ... Hybrid supercharger 30 ... Engine 40 ... Inboard controller 50 ... Other controller 60 ... Memory | storage part 100 ... Control device 101 ... supercharger state quantity acquisition unit 102 ... diagnosis unit 103 ... motoring control unit 201 ... turbine 202 ... compressor 203 ... motor generator 301 ... engine controller

Claims (10)

エンジン排気により回転するタービンと、
前記タービンと同軸で回転し、エンジン吸気を圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサ及び前記タービンと同軸で回転し、発電もしくはモータ加勢する電動発電機と
を有するハイブリッド過給機の制御装置であって、
ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部と、
前記過給機状態量取得部が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断部と
を備える制御装置。
A turbine rotating by engine exhaust,
A compressor that rotates coaxially with the turbine and compresses engine intake air;
A control device for a hybrid turbocharger having a motor generator that rotates coaxially with the compressor and the turbine and generates power or energizes the motor,
A supercharger state quantity obtaining unit for obtaining a supercharger state quantity of the hybrid supercharger;
A control device comprising: a diagnosis unit that diagnoses a deterioration state of the hybrid supercharger based on a supercharger state amount acquired by the supercharger state amount acquisition unit.
前記診断部は、前記過給機状態量の経時的変化に基づいて劣化状態を診断する
請求項1に記載の制御装置。
The control device according to claim 1, wherein the diagnosis unit diagnoses a deterioration state based on a change with time of the supercharger state quantity.
前記電動発電機に回転維持電力を出力してモータリング制御を行うモータリング制御部を備え、
前記診断部は、前記モータリング制御部がモータリング制御を開始したときに、過給機状態量を取得して劣化状態を診断する
請求項1または請求項2に記載の制御装置。
A motoring control unit for performing motoring control by outputting rotation maintaining power to the motor generator;
The control device according to claim 1, wherein the diagnosis unit acquires a supercharger state quantity and diagnoses a deterioration state when the motoring control unit starts motoring control.
前記診断部による診断結果を送信する通信部を備える
請求項1から請求項3の何れか一項に記載の制御装置。
The control device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a communication unit that transmits a diagnosis result by the diagnosis unit.
前記診断部による診断結果を記録する記憶部と、
通信可能時に記憶部のデータを送信する通信部と
を備える請求項1から請求項4の何れか一項に記載の制御装置。
A storage unit for recording a diagnosis result by the diagnosis unit;
The control device according to claim 1, further comprising: a communication unit that transmits data in the storage unit when communication is possible.
請求項1から請求項5の何れか一項に記載の制御装置を備えるハイブリッド過給機。   A hybrid turbocharger comprising the control device according to any one of claims 1 to 5. 船舶を制御する船内制御装置であって、
ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断部
を備える船内制御装置。
An inboard control device for controlling a ship,
An onboard control device comprising: a diagnosis unit that diagnoses a deterioration state of the hybrid turbocharger based on a supercharger state quantity acquired by a supercharger state quantity acquisition unit that acquires a supercharger state quantity of the hybrid turbocharger .
エンジンを制御するエンジンコントローラであって、
ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得部が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断部
を備えるエンジンコントローラ。
An engine controller for controlling the engine,
An engine controller comprising: a diagnosis unit that diagnoses a deterioration state of the hybrid turbocharger based on a supercharger state quantity acquired by a supercharger state quantity acquisition unit that acquires a supercharger state quantity of the hybrid supercharger.
エンジン排気によりタービンを回転し、
前記タービンと同軸でコンプレッサを回転し、エンジン吸気を圧縮し、
前記コンプレッサ及び前記タービンと同軸で電動発電機を回転し、発電もしくはモータ加勢する
ハイブリッド過給機の制御装置であって、
ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得し、
取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する制御方法。
The turbine is rotated by engine exhaust,
Rotate the compressor coaxial with the turbine, compress the engine intake air,
A control device for a hybrid turbocharger that rotates a motor generator coaxially with the compressor and the turbine to generate power or energize a motor,
Get the turbocharger state quantity of the hybrid turbocharger,
A control method for diagnosing a deterioration state of the hybrid supercharger based on the acquired supercharger state quantity.
エンジン排気により回転するタービンと、
前記タービンと同軸で回転し、エンジン吸気を圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサ及び前記タービンと同軸で回転し、発電もしくはモータ加勢する電動発電機と
を有するハイブリッド過給機の制御装置のコンピュータを、
ハイブリッド過給機の過給機状態量を取得する過給機状態量取得手段と、
前記過給機状態量取得手段が取得した過給機状態量に基づいて、前記ハイブリッド過給機の劣化状態を診断する診断手段
として機能させるプログラム。
A turbine rotating by engine exhaust,
A compressor that rotates coaxially with the turbine and compresses engine intake air;
A computer of a hybrid turbocharger control device having a motor generator that rotates coaxially with the compressor and the turbine and generates power or energizes the motor,
A supercharger state quantity obtaining means for obtaining a supercharger state quantity of the hybrid supercharger;
A program that functions as a diagnosis unit that diagnoses the deterioration state of the hybrid turbocharger based on the supercharger state amount acquired by the supercharger state amount acquisition unit.
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